LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Плазмовий резонанс в ізольованих гранулах металів 3-ї групи та телуру

залежності D(w) гранульованих плівок індію, осаджених на шорсткі поверхні монокристалів NaCl. Криві 1 відповідають поляризації падаючого світла вздовж ланцюжків, криві 2 – перпендикулярно до ланцюжків. Частоти смуг поглинання останніх зсунуті у високочастотну область спектра.

Рис. 6. Залежність D(w) для гранульованих плівок індія, осаджених на підігріті до 1000С шорсткі поверхні монокристалу NaCl 1 - площина поляризації падаючого світла розташована вздовж ланцюжків, 2 - площина поляризації падаючого світла розташована перпендикулярно до ланцюжків

На електронно-мікроскопічних знімках (рис. 7) таких плівок можна бачити ланцюжки гранул, відстань між якими більша за відстань між гранулами у ланцюжках. Ці ланцюжки гранул утворюються внаслідок декорування ступеней шорсткостей. Присутність таких ланцюжків і призвела до появи анізотропії смуг плазмового резонансу.


Рис.7. Електронно-мікроскопічний знімок анізотропної гранульованої плівки індія, осадженої на шорстку поверхню монокристала NaCl


Для пояснення виявленої анізотропії смуг плазмового резонансу гранульованих плівок індію була застосована модель прямокутної гратки з параметрами а та b, у вузлах якої знаходяться сферичні гранули радіусом а0.

Ця модель дає таке рівняння для частоти максимуму резонансних смуг:

де w0 – частота власних коливань електронів у гранулах wр – плазмова частота, Sx,y – константа, яка є різною за величиною для орієнтації площини поляризації світла вздовж (ось y) та перпендикулярно (ось х) ланцюжок. Таким чином, положення максимума смуги поглинання залежить від орієнтації площини поляризації падаючого світла відносно ланцюжків.



ВИСНОВКИ.


У дисертаційній роботі розв'язана задача експериментального отримання спектрів поглинання гранульованих плівок металів третьої групи та телуру при осадженні їх на шорсткі поверхні монокристалів NaCl та KCl в ультрафіолетовому, видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, розрахована плазмова частота цих матеріалів та встановленний вплив рельефу поверхні підкладок на структуру плівок та їх оптичні характеристики. Основні результати роботи викладені такими висновками:

1. Гранульовані плівки металів третьої групи та телуру, осаджені на шорсткі поверхні монокристалів NaCl та KCl, складаються з двох шарів гранул. У спектрі поглинання таких гранул виявлено дві смуги плазмового резонансу.

2. З ростом ефективної товщини гранульованих плівок (розмірів гранул) інтенсивність обох смуг зростає. Однак, на відміну від низькочастотних смуг, високочастотні смуги з ростом розмірів гранул зміщуються у високочастотну область спектра. Це пов'язано зі зменшенням ефективної діелектричної сталої середовища, оточуючого гранули. Осадження додаткового шару діелектрика призводить до значного зменшення частоти максимуму цих смуг та зростання їх інтенсивності.

3. Частота максимумів високочастотних смуг не залежить від розмірів гранул досліджених гранульованих плівок. На відміну від низькочастотної смуги при похилому падінні світла на гранульовані плівки високочастотна смуга не розщеплюється на s- та p- складові. І те, і інше можливо лише за відсутності дипольної взаємодії між гранулами, тобто частота максимумів високочастотних смуг w0 є частотою власних коливань електронів у гранулі.

4. У алюмінія, галія, індія і телура в дослідженій області спектру до плазмових частот квантове поглинання відсутнє. За виміряними значеннями w0 та відомими величинами e0 розраховані плазмові частоти wр для цих металів. Ці значення добре збігаються з відомими величинами, які виміряні на суцільних зразках металооптичними методами.

5. Одночасно з виміром оптичної густини всіх досліджених гранульованих плівок металів третьої групи та телуру були проведені електронно-мікроскопічні дослідження, які дозволили зробити висновки про форму та розміри гранул. Так на гранулах гранульованих плівках алюмінію та індію можна бачити огранку – гранули є монокристалами. Гранули галію мають форму крапель внаслідок осадження переохолодженої рідини.

6. На прикладі телуру показано, що у тому випадку, коли смуга міжзонного поглинання лежить нижче від смуги плазмового резонансу, поведінка смуг плазмового резонансу така ж, як і поведінка смуг плазмового резонансу, що збуджуються у металах

7. Для гранульованих плівок індію, нехтуючи дисперсією діелектричної сталої вперше оцінено внесок дипольної взаємодії між гранулами у частоту ws плазмового резонансу . Для гранул індію, що оточені хлористим натрієм wў=5.17-5.54Ч1015, с-1, у гранул індію, що оточені хлористим калієм wў=5.6-5.87Ч1015

8. За виміряними частотам власних коливань електронів вихідних гранульованих плівок галію і індію та розрахованим плазмовим частотам цих металів знайдені ефективні значення діелектричної сталої середовища, яке оточує гранули та фактора пористості a, який змінюється у межах від 0.3 до 0.6.

9. Вперше виявлена анізотропія смуг плазмового резонансу у гранулярних плівках індію, осаджених на спеціально виготовлені підкладки – шорсткі поверхні монокристалів NaCl та KCl. Згідно з даними електронно-мікроскопічних досліджень, гранули індію осіли у вигляді ланцюжків, відстань між якими більша за відстань між гранулами у ланцюжку, що й спричиняє анізотропію смуг плазмового резонансу.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ.

1. Бондаренко Ю.Ю., Макаровский Н.А., Шкляревский И.Н.. Плазменный резонанс гранулярных пленок индия, осажденных на шероховатые поверхности монокристаллов NaCl и KCl.// Журн. прикл. спектр. –1998.- Т.65, №5, С. 799-803

2. Шкляревский И.Н., Бондаренко Ю.Ю., Макаровский Н.А.. Собственные колебания электронов в гранулярных пленках индия, осажденных на шероховатые поверхности монокристаллов NaCl и KCl//Опт. и спектр.- 2000.-Т.88, №4, С.542-547

3. Шкляревский И.Н., Бондаренко Ю.Ю., Макаровский Н.А.. Собственные колебания электронов в гранулярных пленках аллюминия, осажденных на шероховатые поверхности монокристаллов NaCl и KCl//Журн. прикл. спектр.- 1999.- Т.66, №6, С. 847-850

4. Шкляревский И.Н., Бондаренко Ю.Ю., Макаровский Н.А.. Плазменный резонанс в гранулярных пленках галлия, осажденных на шероховатые поверхности монокристаллов NaCl и KCl// Опт. и спектр.- 2000.- Т.88, №4, С.547-547

5. Шкляревский И.Н., Бондаренко Ю.Ю., Макаровский Н.А. Собственные колебания электронов в гранулах Те. Плазменная частота Те.// ФНТ.- 1999.- Т.25, №10, С.1052-1055

6. Макаровский Н.А., Бондаренко Ю.Ю. Особенности структуры и плазменного резонанса гранулярных пленок индия, осажденных на шероховатые поверхности KCl/ Физические явления в твердых телах// Материалы 3-й международной конференции.- Харьков, 1997.-С.74



Бондаренко Ю.Ю. Плазменный резонанс в изолированных гранулах металлов третьей группы и теллура.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.05.- оптика, лазерная физика.- Харьковский национальный университет им В.Н. Каразина, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена исследованию плазменного резонанса, возбуждающегося в изолированных гранулах металлов 3-й группы и теллура.